TWI619107B - 有機發光顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光顯示裝置包含像素、掃描驅動器、數據驅動器、控制線驅動器、以及補償單元。像素位在由數據線、掃描線及控制線所定義的區域中，且每一個像素包含有機發光二極體。掃描驅動器驅動掃描線。數據驅動器驅動數據線。控制線驅動器驅動控制線。補償單元在感測期間提取包含在各像素中之驅動電晶體的閾值電壓訊息。在有機發光顯示裝置中，補償單元施加預設電壓到驅動電晶體的閘極電極，使得第二電流在感測期間流動，且在第二電流流動的期間施加參考電壓至驅動電晶體的汲極電極。

Description

有機發光顯示裝置及其驅動方法
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2013年6月19日向韓國智慧財產局提出之韓國專利申請號第10-2013-0070206號之優先權，其全部內容併入於此做為參考。
本發明的例示性實施例係涉及一種有機發光顯示裝置及其驅動方法。
目前使用的平板顯示裝置包括液晶顯示器、場發射顯示器、電漿顯示面板、有機發光顯示器等。
在這些平板顯示器中，有機發光顯示器使用通過電子和電洞的再結合而發光的有機發光二極體顯示影像。有機發光顯示器具有高速和快速響應時間，並以低功耗驅動。然而，流過有機發光二極體的電流量取決於包含在各像素中之驅動電晶體之閾值電壓的變化，閾值電壓的變異可能導致顯示品質中不希望的變異。也就是說，驅動電晶體的特性可取決於包含在每個像素中之驅動電晶體之製造過程中的變異所改 變。有機發光顯示器的製造使得在當前的顯示器中所有的電晶體具有相同特性係幾乎不可能。因此，驅動電晶體的閾值電壓可能發生變化。
上述在此先前技術中所揭露的訊息僅用於增強本發明背景的理解，因此其可能包含不構成本國家所屬技術領域中具有通常知識者所知悉之現有技術的訊息。
本發明的例示性實施例提供一種有機發光顯示器及其驅動方法中，有機發光顯示器可不考慮驅動電晶體的閾值電壓而顯示具有期望亮度的影像。
本發明的例示性實施例亦提供一種有機發光顯示器及其驅動方法，其中有機發光顯示器可提取反映有機發光二極體之特性之驅動電晶體的閾值電壓訊息。
將於下文中描述本發明的其它特徵，且部分將經由描述變得顯而易見，或者可以從本發明的實踐了解。
本發明之例示性實施例揭露一種有機發光顯示裝置，其包含：位在由數據線、掃描線、及控制線所定義之區域中的像素，每一個像素包含有機發光二極體；設置以驅動掃描線的掃描驅動器；設置以驅動數據線的數據驅動器；設置以驅動控制線的控制線驅動器；以及設置以在感測週期期間提取各像素所包含之驅動電晶體之閾值電壓訊息的補償單元。補償單元在感測週期期間施加預設電壓至驅動電晶體之閘極電極，使得第二電流通過驅動電晶體，並在第二電流流動的週期期間施加參考電壓至驅動電晶體的汲極電極。
本發明之例示性實施例亦揭露一種驅動有機發光顯示裝置的方法，方法包含：施加參考電壓到驅動電晶體的汲極電極，使得第一電流流通過連接到驅動電晶體之汲極電極的有機發光二極體；施加預設電壓到驅動電晶體的閘極電極；以及施加參考電壓到驅動電晶體的汲極電極，同時測量對應於預設電壓且流通過驅動電晶體的第二電流。
應當理解的是，上述一般的描述和下文詳細的描述都是例示性和解釋性，且旨在提供如申請專利範圍之本發明進一步的解釋。
110‧‧‧掃描驅動器
120‧‧‧數據驅動器
130‧‧‧像素單元
140‧‧‧像素
142‧‧‧像素電路
150‧‧‧時序控制器
160‧‧‧控制線驅動器
170‧‧‧補償單元
172‧‧‧電壓控制單元
174‧‧‧電流測量單元
CL1~CLn‧‧‧控制線
Cst‧‧‧存儲電容器
D1~Dm‧‧‧數據線
Data1‧‧‧第一數據
Data2‧‧‧第二數據
ELVDD‧‧‧第一電源
ELVSS‧‧‧第二電源
Ioled、Itft‧‧‧電流
E1~En‧‧‧發光控制線
M1~M4‧‧‧電晶體
N1‧‧‧第一節點
S1~Sn‧‧‧掃描線
Va‧‧‧第一作業點
Vb‧‧‧第二作業點
Vp‧‧‧預設電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vtft‧‧‧閾值電壓訊息
所包含之附圖是提供本發明進一步的理解且整合並構成說明書的一部分、描繪本發明之例示性實施例之，並且與說明一同用於解釋本發明之原理。
第1圖係繪示根據本發明例示性實施例之有機發光顯示器的圖。
第2圖係繪示根據本發明例示性實施例之像素的電路圖。
第3圖係繪示補償單元之通道的根據本發明例示性實施例之圖。
第4A圖、第4B圖、及第4C圖係繪示根據本發明例示性實施例之在感測週期期間所提供之驅動波形的圖。
第5圖係繪示根據本發明例示性實施例之對應於驅動電晶體和有機發光二極體之特性的作業點(operation point)的圖表。
下文中，參照其中顯示本發明之例示性實施例之附圖而對本發明作更充分的描述。然而，本發明可以各種不同的形式實施，而不應理解為限制於本文所闡述的例示性實施例。不如說，這些例示性實施例的提供使得本揭露徹底且將充分傳達本發明之範疇給此技術領域具有通常知識者。於附圖中，元件的尺寸與相對尺寸為清楚而誇大。於圖中，相同的參照編號表示相同的元件。
應理解的是當一元件或一層被指為在另一元件或另一層「上(on)」、「連接(connected to)」或「耦接(coupled to)」另一元件或另一層時，其可以是直接在另一元件或另一層上或直接連接另一元件或另一層，或者可能有中介構件或中介層存在。相反的，當一元件或一層被指為「直接」在另一元件或另一層「上(directly on)」或「直接連接(directly connected to)」另一元件或另一層時，則無中介元件或層存在。將理解的是，對於本揭露的目的，亦可被理解的是，「至少一個X、Y、以及Z(at least one of X,Y,and Z)」可以解釋為只有X、只有Y、只有Z、或兩個或多個X、Y及Z的任意組合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。
第1圖係繪示根據本發明例示性實施例之有機發光顯示器的圖。
參考第1圖，有機發光顯示器包含具有位於掃描線S1至Sn和數據線D1至Dm之交叉點之像素140的像素單元130、配置以驅動掃描線S1至Sn和發光控制線E1至En的掃描驅動器110、及配置以驅動控制線CL1至CLn的控制線驅動器160。
有機發光顯示器進一步包含配置以施加數據訊號至數據線D1至Dm的數據驅動器120、配置以從各像素140提取有機發光二極體之劣化訊息與/或驅動電晶體之閾值電壓訊息的補償單元170、及配置以控制掃描驅動器110、數據驅動器120、控制線驅動器160、及補償單元170的時序控制器150。
像素單元130包含位在由掃描線S1至Sn、數據線D1到Dm、及控制線CL1至CLn定義之區域的像素140。像素140接收從由有機發光顯示器外部施加之第一電源ELVDD和第二電源ELVSS的功率。每一個像素140控制從第一電源ELVDD經由有機發光二極體(稍後描述)而施加至第二電源ELVSS的電流量，且電流量對應於數據訊號。
在時序控制器150的控制下，掃描驅動器110施加掃描訊號至掃描線S1至Sn，且施加發光控制訊號至發光控制線E1至En。例如，在時序控制器150的控制下，掃描驅動器110逐步地施加掃描訊號到掃描線S1至Sn，並逐步地施加發光控制訊號至發光控制線E1至En。在此，掃描訊號設定成可導通包含在像素140中之電晶體的電壓，而發光控制訊號設定成可截止包含在像素140中之電晶體的電壓。
在時序控制器150的控制下，控制線驅動器160施加控制訊號至控制線CL1至CLn。例如，在閾值電壓的訊息由各像素140提取的週期期間，控制線驅動器160可逐步地施加控制訊號到控制線CL1至CLn。
數據驅動器120使用從時序控制器150施加之第二數據Data2產生數據訊號，並施加所產生的數據訊號至數據線D1至Dm。
補償單元170從各像素140中提取至少一劣化訊息和閾值電壓訊息。隨後，為便於說明，假定從補償單元170提取閾值電壓訊息。在感測週期期間，補償單元170經由數據線D1至Dm偶合到藉由控制訊號或掃描訊號選擇的像素140，且從各像素140提取驅動電晶體的閾值電壓訊息。在此，補償單元170鑑於有機發光二極體(稍後描述)的特性來提取閾值電壓訊息。此外，在影像顯示在像素單元130的驅動週期期間，補償單元170控制數據線D1至Dm偶合到數據驅動器120。
時序控制器150控制掃描驅動器110、數據驅動器120、控制線驅動器160、及補償單元170。時序控制器150藉由轉換從有機發光顯示外部輸入之第一數據Data1的位元值來產生第二數據Data2，使得驅動電晶體的閾值電壓可藉由對應於由補償單元170施加之閾值電壓訊息的量來進行補償。在此，第一數據Data1設定為i(i是自然數)位元，而第二數據Data2設定為j(j是比i大的自然數)位元。
第2圖係繪示根據本發明例示性實施例之像素的電路圖。為便於說明，偶合到第n掃描線Sn和第m數據線Dm之例示性像素140在第2圖中顯示。
參考第2圖，像素140包含有機發光二極體OLED和配置以施加電流至有機發光二極體OLED的像素電路142。
有機發光二極體OLED的陽極電極連接到像素電路142，而有機發光二極體OLED的陰極電極連接到第二電源ELVSS。有機發光二極體OLED產生具有對應於由像素電路142施加之電流之亮度的光。
在驅動週期期間，像素電路142對應數據訊號施加電流至有機發光二極體OLED。在感測週期期間，像素電路142提供驅動電晶體M2的閾值電壓訊息，其中像素電路142包含四個電晶體M1、M2、M3、及M4與存儲電容器Cst。
第一電晶體M1的閘極電極連接到掃描線Sn，而第一電晶體M1的第一電極連接到數據線Dm。第一電晶體M1的第二電極連接到第二電晶體M2的閘極電極。當掃描訊號施加到掃描線Sn時，第一電晶體M1導通。
第二電晶體M2(即，驅動電晶體)的閘極電極連接到第一電晶體M1的第二電極，而第二電晶體M2的第一電極連接到第一電源ELVDD。第二電晶體M2的第二電極連接到第一節點N1。第二電晶體M2控制從第一電源ELVDD流到第一結點N1的電流量，且電流量對應於施加到第二電晶體M2之閘極電極的電壓，即，在存儲電容器Cst中存儲的電壓。
第三電晶體M3的第一電極連接到第一節點N1，而第三電晶體M3的第二電極連接到有機發光二極體OLED的陽極電極。第三電晶體M3的閘極電極連接到發光控制線En。當發光控制訊號施加至發光控制線En時，第三電晶體M3截止，且當發光控制訊號不施加時，第三電晶體M3導通。
第四電晶體M4的閘極電極連接到控制線CLn，而第四電晶體M4的第一電極連接到第一節點N1。第四電晶體M4的第二電極連接到 數據線Dm。當控制訊號施加到控制線CLn時，第四電晶體M4導通，而當不施加控制訊號時，第四電晶體M4截止。
本發明之像素140的結構不限於第2圖所繪示的。像素140可用在包含第四電晶體M4的其他配置，使得閾值電壓訊息可被提取。舉例來說，像素140可配置為目前本技術領域中已知的任一個電路。
第3圖繪示補償單元170之通道的例示性實施例。
參考第3圖，在補償單元170的每個通道中提供電壓控制單元172與電流測量單元174。在感測週期期間，電壓控制單元172施加可等同於參考電壓Vref的預設電壓Vp至數據線Dm。電流測量單元174測量由電壓控制單元172施加對應於預設電壓Vp之流入像素140之電流量。
為了便於說明，僅在第3圖中繪示配置以提取閾值電壓訊息Vtft的組件，但本發明不限於此。例如，補償單元170可以另外包含配置以提取有機發光二極體OLED之劣化訊息的組件、配置以選擇性地偶合數據線D1到Dm與數據驅動器120的組件等。
第4A圖至第4C圖係繪示在感測週期期間施加驅動波形之例示性實施例的圖。
參考第4A圖至第4C圖，首先將控制訊號施加至控制線CLn，如第4A圖所示，使得第四電晶體M4導通。假使第四電晶體M4被導通，則數據線Dm與第一節點N1彼此電性連接。而後，由電壓控制單元172經由數據線Dm施加的參考電壓Vref施加至第一節點N1。
在施加參考電壓Vref的週期期間，發光控制訊號不施加到發光控制線En，因此，第三電晶體M3設定在導通狀態。接著，相應於施 加到第一節點N1之參考電壓Vref，第一電流Ioled流過有機發光二極體OLED。在這種情況下，電流測量單元174測量第一電流Ioled的電流值，並暫時存儲所測量的值。
接著，如第4B圖所示，掃描訊號施加至掃描線Sn，且同時，預設電壓Vp施加到數據線Dm。假使掃描訊號施加至掃描線Sn，則第一電晶體M1導通。假使第一電晶體M1導通，則來自數據線Dm的預設電壓Vp被施加至第二電晶體M2的閘極電極。隨後，對應於預設電壓Vp的電壓被存儲在存儲電容器Cst。例如，預設電壓Vp可被設定為等於參考電壓Vref的電壓。
如第4C圖所示，在對應於預設電壓Vp的電壓被存儲在存儲電容器Cst之後，控制訊號施加至控制線CLn，且同時，參考電壓Vref施加到數據線Dm。隨後，在第四電晶體M4導通且參考電壓Vref施加到第一節點N1。
假使第四電晶體M4被導通，則來自第二電晶體M2之對應於預設電壓Vp的第二電流Itft經由數據線Dm施加到電流測量單元174。而後，電流測量單元174比較第一電流Ioled與第二電流Itft的量，並施加對應於比較之電流量的控制訊號至電壓控單元172。
接收控制訊號的電壓控制單元172控制預設電壓Vp，使得第二電流Itft可等同於第一電流Ioled。電壓控制單元172與電流測量單元174重複第4B圖和第4C圖的步驟，使得第一電流Ioled和第二電流Itft可彼此相等。
隨後，假使判定第一電流Ioled和第二電流Itft具有相同的電流值，則電壓控制單元172傳輸預設電壓Vp作為閾值電壓訊息Vtft到時序控制器150。於此，閾值電壓訊息Vtft是使得第二電流Itft具有與第一電流Ioled相同的電流值之電壓設定。閾值電壓訊息Vtft包含驅動電晶體M2的閾值電壓訊息。
接收由電壓控制單元172傳輸之閾值電壓訊息Vtft的時序控制器150轉換閾值電壓訊息Vtft成數位值，並存儲轉換後的數位值。隨後，時序控制器150藉由改變第一數據Data1的位元來產生第二數據Data2，使得可對應於數位值補償驅動電晶體M2的閾值電壓訊息。
本發明中，在感測週期期間，閾值電壓訊息Vtft是從各像素140提取同時重複上述步驟。在此，像素140之閾值電壓訊息Vtft可對應於包含在每個像素140中之驅動電晶體M2的閾值電壓不同地設定。
在第一電流Ioled流通過有機發光二極體OLED的週期及在提取第二電流Itft的週期期間，第二電晶體M2的第二電極(即，汲極電極)維持相同的電壓，即參考電壓Vref。而後，在感測和驅動週期期間，作業點相互對應，從而提取精確的閾值電壓訊息Vtft。
具體地，在像素140發光的週期期間，從驅動電晶體M2施加的電流經由第三電晶體M3施加到有機發光二極體OLED。在這種情況下，由驅動電晶體M2施加的電流Itft與流通過有機發光二極體OLED的電流Ioled被設定為彼此相等。
在這種情況下，如第5圖所示，第一節點N1設定為對應於由驅動電晶體M2施加之電流Itft與流通過有機發光二極體OLED之電流 Ioled之第一作業點Va的電壓。也就是說，假使當電流Itft係由驅動電晶體M2施加且當電流Ioled被施加至有機發光二極體OLED時，若第一節點N1的電壓設定為相同電壓時，則作業點相互對應，從而提取精確的閾值電壓訊息Vtft，且不具任何電流的差異。
例如，在當電流Itft係由驅動電晶體M2施加時在第一節點N1的電壓與當電流Ioled被施加至有機發光二極體OLED時在第一節點N1的電壓不同的情況下，則作業點未相互對應，因而產生電流的差異。換句話說，假使當電流Itft係由驅動電晶體M2施加時施加第二作業點Vb的電壓，則發生感測誤差。因而，閾值電壓訊息Vtft的可靠性可能會降低。
同時，儘管對每個像素140提取閾值電壓訊息Vtft已在本例示性實施例進行描述，但本發明並不限於此。例如，可對包含至少一像素140的各模塊提取閾值電壓訊息Vtft。
另外，儘管為便於說明，電晶體已在本發明中描述為PMOS電晶體，但本發明並不限於此。例如，電晶體可形成為NMOS電晶體。
在本發明中，有機發光二極體OLED對應於由驅動電晶體M2所施加之電流量來產生紅色、綠色、或藍色的光。然而，本發明不限於此。例如，有機發光二極體OLED可對應於由驅動電晶體M2所施加之電流量來產生白光。在這種情況下，使用獨立彩色濾光器等來實現彩色影像。
透過總結和回顧的方式，有機發光顯示器包含像素140，像素140以矩陣形式設置在由數據線D1至Dm、掃描線S1到Sn、及電源線 的交叉點。每個像素140通常包含有機發光二極體OLED、包含驅動電晶體M2的兩個或多個電晶體、及一個或多個電容器Cst。
根據例示性實施例之有機發光顯示器及其驅動方法中，在感測週期期間，提取驅動電晶體M2的閾值電壓訊息，並使用所提取的閾值電壓訊息Vtft控制數據的位元，從而無論驅動電晶體M2的閾值電壓，皆顯示具有均勻亮度的影像。另外，根據各種實施例，當提取閾值電壓時的作業點對應於當驅動像素140發光時發光。因此，可能提取精確的閾值電壓訊息Vtft。
例示性實施例已於文中揭露，而儘管使用特定的術語，其僅以一般且描述性的意義使用及解釋，而非用於限制之目的。於部分範例中，除非有明確的表示，否則對於提出之本申請案之所屬技術領域具有通常知識者而言為顯而易知的是，除非另有明確表示，與特定實施例結合描述之特性、特徵及/或元件可被單獨使用，或與結合其他實施例描述之特性、特徵及/或元件組合使用。據此，領域內具通常知識者將理解的是，在未脫離本發明之精神與範疇下，可進行各種細節與形式上之修改。因此，本發明意在涵蓋此發明提供各種修改和變化於所附申請專利範圍及其等效配置之範疇內。
140‧‧‧像素
142‧‧‧像素電路
CLn‧‧‧控制線控制線
Cst‧‧‧存儲電容器
Dm‧‧‧數據線
ELVDD‧‧‧第一電源
ELVSS‧‧‧第二電源
En‧‧‧發光控制線
M1~M4‧‧‧電晶體
N1‧‧‧第一節點
Sn‧‧‧掃描線

Claims (8)

  1. 一種有機發光顯示裝置，其包含：複數個像素，配置在由複數個數據線、複數個掃描線、複數個控制線所定義的一區域中，該複數個像素的每一個包含一有機發光二極體和一驅動電晶體，該驅動電晶體包含一閘極電極和一汲極電極；一掃描驅動器，設置以驅動該複數個掃描線；一數據驅動器，設置以驅動該複數個數據線；一控制線驅動器，設置以驅動該複數個控制線；以及一補償單元，設置以在感測週期期間提取各該驅動電晶體之一閾值電壓訊息，其中，對於各週期，該補償單元設置以施加一預設電壓至該閘極電極，使得一第一電流在感測週期期間通過該驅動電晶體，並在其中該第一電流流動的感測週期期間施加一參考電壓至該汲極電極；當一第一電流流過該有機發光二極體時，產生該參考電壓；該補償單元設置以控制該預設電壓的電壓值，使得在感測週期期間該第二電流等於該第一電流；以及該有機發光顯示裝置係配置以基於該第一電流與該第二電流相同時的該預設電壓而改變自該有機發光顯示裝置外部供應的數據的位元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中在該第 二電流等於該第一電流的該預設電壓是該閾值電壓訊息。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該補償單元包含：一電壓控制單元，設置以施加該參考電壓和該預設電壓；以及一電流測量單元，設置以測量該第一電流和該第二電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其進一步包含一時序控制器，該時序控制器設置以對應該閾值電壓訊息來改變從該有機發光顯示裝置外側施加之數據的位元，並傳輸改變之數據的位元到該數據驅動器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其進一步包含：複數個發光控制線，連接到該複數個像素與該掃描驅動器；以及一第一電源，以供電至該有機發光二極體，其中位在其中i是自然數之一第i水平線之該複數個像素的每一個包含：該有機發光二極體；該驅動電晶體，設置以控制從該第一電源施加至該有機發光二極體的電流量；一第一電晶體，連接在一特定數據線和該驅動電晶體之該閘極電極之間，當一掃描訊號施加至一第i掃描線時，該第一電晶體被導通； 一第三電晶體，連接在該驅動電晶體之該汲極電極與該有機發光二極體之一陽極電極之間，當一發光控制訊號施加至一第i發光控制線時，該第三電晶體截止，反之則導通；一第四電晶體，連接在該驅動電晶體之該汲極電極和該特定數據線之間，當一控制訊號施加至一第i控制線時，該第四電晶體導通；以及一存儲電容器，連接在該第一電源和該驅動電晶體之該閘極電極之間。
  6. 一種驅動有機發光顯示裝置之方法，該方法包含：施加一參考電壓到一驅動電晶體的一汲極電極，使得一第一電流流通過連接到該驅動電晶體之該汲極電極的一有機發光二極體；施加一預設電壓到該驅動電晶體的一閘極電極；以及施加該參考電壓到該驅動電晶體的該汲極電極，並測量對應於該預設電壓流通過該驅動電晶體的一第二電流。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，進一步包含控制該預設電壓的電壓值，使得該第二電流設為與該第一電流相同的電流值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，進一步包含提取被控制為該驅動電晶體之一閾值電壓訊息之電壓值的該預設電壓，和控制數據位元，使得該驅動電晶體的一閾值電壓對應於該閾值電壓訊息而被補償。
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